(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタと、前記フィルタからの出力信号をスライスして回復データを出力するスライサと、前記スライサからの回復データに基づき前記フィルタを制御する適応制御部とを有する等価器装置の制御方法において、
前記適用制御部が有する第１及び第２のローパスフィルタを用いて、前記フィルタからの出力信号と前記スライサからの回復データとに基づき、データ相関行列及び非補償の誤差相関ベクトルを測定される相関が補償されるようにデータシーケンスの相関を一定期間測定し、
前記一定期間が終了した後に、前記データ相関行列の逆行列であるデータパターン補償行列を算出し、
算出された前記データパターン補償行列に、前記非補償の誤差相関ベクトルを乗じて補償された誤差相関ベクトルを算出し、
算出された前記補償された誤差相関ベクトルに、適応行列及びループ定数を乗じて積分し、タップ重みを生成し、
生成されたタップ重みに基づき、前記フィルタが有するフィルタバンクからの出力を入力する線形結合器を制御して前記フィルタからの出力を制御する、ことを特徴とする等価器装置の制御方法。
【請求項２】
前記データ相関行列の逆行列であるデータパターン補償行列が生成できない場合には、前記フィルタからの出力をスキップし、次のデータシーケンスの相関を測定することを特徴とする請求項１記載の等価器装置の制御方法。
【請求項３】
前記補償された誤差相関ベクトルは、無相関のデータシーケンスに関する前記非補償の誤差相関ベクトルと同じであることを特徴とする請求項１記載の等価器装置の制御方法。
【請求項４】
前記データ相関行列及び前記非補償の誤差相関ベクトルの測定は、データ相関における動的変化の経過を追うために同時に行われることを特徴とする請求項１記載の等価器装置の制御方法。
【請求項５】
フィルタと、
前記フィルタからの出力信号をスライスして回復データを出力するスライサと、
前記スライサからの回復データに基づき前記フィルタを制御する適応制御部であり、
前記適用制御部が有する第１及び第２のローパスフィルタを用いて、前記フィルタからの出力信号と前記スライサからの回復データとに基づき、データ相関行列及び非補償の誤差相関ベクトルを測定される相関が補償されるようにデータシーケンスの相関を一定期間測定し、
前記一定期間が終了した後に、前記データ相関行列の逆行列であるデータパターン補償行列を算出し、
算出された前記データパターン補償行列に、前記非補償の誤差相関ベクトルを乗じて補償された誤差相関ベクトルを算出し、
算出された前記補償された誤差相関ベクトルに、適応行列及びループ定数を乗じて積分し、タップ重みを生成し、
生成されたタップ重みに基づき、前記フィルタが有するフィルタバンクからの出力を入力する線形結合器を制御して前記フィルタからの出力を制御する
適応制御部と
を有することを特徴とする等価器装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、データ通信の分野、より具体的には、オンラインでデータパターンを補償される適応等化器制御のための方法、ロジック及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
等化（ＥＱ）フィルタは、通常は調整可能なフィルタであり、一般的に、他の何らかの信号処理回路又はシステムの同じでない周波数応答を補償するよう意図される。このようなフィルタは、通常は、ユーザが、フィルタの伝達関数の全体的な形態を決定する１又はそれ以上のパラメータを調整することを可能にする。等化器は、ピーキング・フィルタ、シェルビング・フィルタ、又は高域通過及び低域通過フィルタを有して設計され得る。
【０００３】
デジタル伝送システムでは、等化器は、しばしば、例えば、表皮効果及び誘電損失のような、周波数依存の損失に起因するシンボル間干渉を補償するために使用される。一般に、自動的に等化器の特性を現在のチャネル特性へと調整する適応等化器が望まれている。これは、チャネル特性が、通常は、先天的に知られていないからである。全てのこのような処理動作と同様に、速度、精度、及び自動化に関する問題は非常に重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来の最適化方法及びシステムに関連する欠点及び課題の少なくとも幾つかを実質的に取り除き又は軽減する、オンラインデータパターン補償を用いる連続適応制御を提供する方法、ロジック及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の具体的な実施形態に従って、フィルタと、そのフィルタとコミュニケーションを取るよう動作する適応制御要素とを設ける段階を含む方法が提供される。この方法は、また、一定期間にわたって、第１及び第２の低域通過フィルタによりデータ相関行列及び非補償の誤差相関ベクトルを測定する段階を含む。加えて、この方法は、オンラインでデータパターン補償行列を導入する段階を含む。これによって、データパターン補償行列は、データ相関行列から動的にオンラインで取得される。
【０００６】
本発明の更なる具体的な実施形態では、前記第１及び第２の低域通過フィルタは、測定される相関が補償されるようなデータシーケンスの相関を測定する。前記一定期間が終了した後に、前記データパターン補償行列は、前記データ相関行列の逆行列として計算され、補償された誤差相関ベクトルが得られるよう前記非補償の誤差相関ベクトルを乗じられる。
【０００７】
更なる他の実施形態では、前記補償された誤差相関ベクトルは、適応行列及びループ定数を乗じられ、タップ重みが生成されるよう積分される。前記データ相関行列が反転可能でない場合には、適応制御はスキップされ、次なる測定が行われる。当該方法は、一定の適応行列を用いる一般的なＺＦ適応法とともに使用され得る。更に、当該方法は、可変な適応行列を用いる高速な最急降下法とともに使用され得る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の具体的な実施形態の技術的効果により、オンラインデータパターン補償を用いる連続適応制御の使用の恩恵が受けられる。このようなアーキテクチャは、スクランブラ及びデスクランブラを必要とせず、それによって、スクランブラ及びデスクランブラのための待ち時間を含まない。更に、このような配置は、符号化又はプロトコルに対する変更を伴うことなく既存の標準インターフェースに適用可能である。
【０００９】
更に、かかる構成は、いずれかのデータパターンを用いて無相関データシーケンスに関して平方誤差を最小限とする。加えて、このようなアプローチは、データパターンが十分な情報を含まない場合に自動的に停止する。これは有利である。
【００１０】
他の技術的効果は、以下の図面、記載及び特許請求の範囲から、いわゆる当業者には容易に理解され得る。更に、特定の効果が上で挙げられたが、様々な実施形態は、挙げられている効果の全て又は幾つかを含み、あるいはいずれも含まないことがある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明及びその効果の具体的な実施例に関するより完全な理解のために、ここで、添付の図面に関連した以下の記載が参照される。
【００１２】
図１は、本発明の一実施例に関連する適応等化器１０を有するデジタル伝送システムを表す簡易図である。図１は、チャネル１２、等化器（equalizer）１４、スライサ１８、及び適応制御部２０を有する。
【００１３】
適応等化器制御の従来の方式は、一般的な零強制（Zero-Forcing；ＺＦ）アルゴリズムである。フィルタ出力ｙ（ｋ）は、フィルタバンクのタップ出力の線形加重和である。回復データｄ（ｋ）とフィルタ出力ｙ（ｋ）との間の差は、誤差信号ｅ（ｋ）をもたらす。誤差信号ｅ（ｋ）と（幾らかの遅延を伴う）回復データｄ（ｋ）との間の相関は、誤差相関ベクトル｛ｅｊ（ｋ）｝Ｔを形成する。この誤差相関ベクトルは、適応行列Ｍ及びループ定数μを乗じられ、次いで、タップ重み｛ｗｉ｝Ｔが得られるよう積分される。
【００１４】
図２は、零強制アルゴリズムを用いる適応等化器３０を表す簡易ブロック図である。
【００１５】
一般的なＺＦアルゴリズムは、以下の通りに：
【数１】
0005245685.tif 000002
定義され得る。
【００１６】
変数の定義：
ｙ（ｋ）    インデックスｋでのフィルタ出力のシーケンス、
ｍ          フィルタバンク出力のタップの数、
ｗｉ        フィルタバンク出力のｉ番目のタップに関する重みパラメータ、
ｘｉ（ｋ）  インデックスｋでのフィルタバンク出力のｉ番目のタップのシーケンス、
ｅ（ｋ）    インデックスｋでのフィルタ出力誤差のシーケンス、
ｄ（ｋ）    インデックスｋでの伝送データ（及び、データ誤差がない場合には回復データ）のシーケンス、
ｅｊ（ｋ）  インデックスｋでのｅ（ｋ−ｐ）とｄ（ｋ−ｊ＋１）との間の相関、
ｐ          先行シンボル間干渉（ＩＳＩ）の長さ、
ｎ          センタータップを含む先行及び後続ＩＳＩの全期間の長さ、
ｈｉ（ｓ）  フィルタバンク出力のｉ番目のタップの離散時間インパルス応答、
Ｍ          適応行列、
ｗｉ（ｃ）  繰り返しｃにおけるフィルタバンク出力のｉ番目のタップに関する重みパラメータ、
ｗ（ｃ）    繰り返しｃにおけるフィルタバンク出力に関する重みパラメータベクトル
【数２】
0005245685.tif 000003
、
μ          ループ定数。
【００１７】
一般的なＺＦアルゴリズムに伴う１つの問題は、伝送データが無相関でなければならないことである。数学的に、これは、式９：
【数３】
0005245685.tif 000004
によって示され得る。
【００１８】
一般的に、このような必要条件は、伝送されるべき元のアプリケーションデータが高い相関性を有しうるので、満足されない。従来のシステムでは、このような必要条件を満足するために、二通りの方法が使用されてきた。
【００１９】
図３は、スクランブラ及びデスクランブラを備える適応等化器制御４０を表す簡易ブロック図である。上記の問題を回避する１つの方法は、スクランブラ及びデスクランブラを使用することである。伝送の前に、スクランブラは、元のデータシーケンスを、無作為化されたシーケンスへとランダム化し、その無作為化されたシーケンスの伝送後に、デスクランブラは、無作為化されたシーケンスを元のデータシーケンスへと復号する。
【００２０】
図４は、適応制御の間にランダムシーケンスを強いる制御フローを表す簡易フローチャートである。図４から明らかなように、上記の問題に対処するもう１つの方法は、トレーニングシーケンスとしてランダム無相関シーケンスを使用し、トレーニング期間にのみ適応制御を有効にすることである。適応制御は、アプリケーションデータが相関性を有しうるために、アプリケーションデータの伝送の間は無効にされるべきである。
【００２１】
図４に記載される方法は、ステップ１００から開始する。ステップ１００では、アプリケーションデータの送信を禁ずる旨の命令が出される。ステップ１０２で、ランダム無相関シーケンスは、トレーニングシーケンスとして送信される。ステップ１０４で、適応制御が有効にされる。収束がある場合には、フローはステップ１０８へ移る。ステップ１０８では、適応制御が無効にされる。ステップ１１０で、アプリケーションデータはもう一度送信され得る。ステップ１１２での調整がない場合には、処理は終了する。調整が必要である場合には、表されるように、フローは処理の開始に戻る。
【００２２】
留意すべきは、かかる２つの先の方法は、符号化方式又は既存の標準のプロトコルが変更可能でないために、既存の標準インターフェースに適用可能でない点である。このような既存の標準インターフェースに関し、適応制御は、リンクが未だ起動していないために送信器がアイドル（idle）シーケンスを送信していると仮定して、起動期間に一度だけ有効にされ得る。しかし、アイドルシーケンスが相関性を有する場合には、適応制御による収束点は最適ではない。アイドルシーケンスは、既に既存の標準の一部として定義されているので、所望のランダム無相関シーケンスへは変更不可能である。
【００２３】
図５は、オンラインデータパターン補償を用いる連続適応等化器制御５０を表す簡易ブロック図である。図５は、データパターン補償行列５２と、データ相関行列５４と、２つの低域通過フィルタ（ＬＰＦ）５６及び５８とを含む。
【００２４】
無相関データシーケンスを取る代わりに、本発明は、データシーケンスの相関を測定し、そのデータ相関を補償する。図５は、このような考え方の一実施例を表す。無補償の誤差相関ベクトルｑは、一定期間の平均を取るために、低域通過フィルタ（ＬＰＦ）により測定される。同じ期間に、データ相関行列ΦもＬＰＦを用いて測定される。一定期間の後、データパターン補償行列Φ−１は、データ相関行列Φの逆行列として計算され、ｑを乗じられ、補償された誤差相関ベクトルｒが得られる。補償された誤差相関ベクトルｒは、適応行列Ｍ及びループ定数μを乗じられ、次いで、それは、タップ重み｛ｗｉ｝Ｔを生成するために積分される。
【００２５】
データ相関行列Φが反転可能でない場合には、適応制御はスキップされ、制御は次の測定へ進む。このような場合は、例えば単一周波数パターンのような、非常に相関性があるデータパターンに起こりうる。このようなパターンは適応制御のための十分な情報を含まないので、理想的な方策は、現在の重みパラメータを保つことである。
【００２６】
この方法は、一定の適応行列Ｍを用いる一般的なＺＦ適応法とともに使用されても良い。この方法は、また、可変な適応行列Ｍを用いる高速な最急降下法とともに使用されても良い。また、（ＭＭＴ）−１のデカップリング行列が、この方法とともに使用されても良い。
【００２７】
データパターン補償アルゴリズム：
【数４】
0005245685.tif 000005
【００２８】
無相関データシーケンスに関して：
【数５】
0005245685.tif 000006
Φが反転可能である場合：
【数６】
0005245685.tif 000007
【００２９】
従って、補償された誤差相関ベクトルｒは、常に、無相関シーケンスｕに関する誤差相関ベクトルと同じである。先に開示された配置及び構成における利点に関して、上記方法の利点は、それが如何なるデータパターンに対しても作用することである。
【００３０】
しかし、その欠点は、オンラインでデータ相関を測定して、逆行列を計算するために多数のリソースを必要とすることである。ここで、データ相関行列及び誤差相関ベクトルの測定は、同時に行われるべきである。さもなければ、システムは、データ相関における動的変化の経過を追うことができない。
【００３１】
このようなアプローチを用いることについて多数の利点がある。例えば、連続適応制御プロトコルの使用において、スクランブラ及びデスクランブラは必要とされず、それによって、これは、スクランブラ及びデスクランブラのための待ち時間を生じない。更に、このような配置は、符号化又はプロトコルに対する変更を伴うことなく既存の標準インターフェースに適用可能である。
【００３２】
更に、かかる構成は、いずれかのデータパターンを用いて無相関データシーケンスに関して平方誤差を最小限とする。加えて、このようなアプローチは、データパターンが十分な情報を含まない場合に自動的に停止する。
【００３３】
図５（又は、ここで記載される例となるアーキテクチャの多く）で表される構成要素は、デジタル回路、アナログ回路、ソフトウェア、又はこれらの要素のいずれかの適切な組み合わせとして実施され得る点に留意すべきことが重要である。加えて、これらの例となる構成要素のいずれも、ここで記載されるようにそれらの特徴及び／又は応用を達成するためのソフトウェア及び／又はアルゴリズムを含みうる。代替的に、このような動作及び技術は、いずれかの適切なハードウェア、構成要素、装置、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、付加的なソフトウェア、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、又はこのような動作を促すよう動作するその他の適切なオブジェクトによって実現され得る。この配置に関連したこれらのアーキテクチャの構成によって相当の柔軟性が提供される。このようにして、このような機能が記載される環境の外で提供され得ることは、容易に認識され得る。このような場合に、このような機能性は、別々の構成要素、装置、又はモジュールにおいて容易に具体化され得る。
【００３４】
本発明は、特定の構成要素が区別されるように詳細に記載されてきたが、様々な変更及び改良が、いわゆる当業者に提案され得、更に、本発明は、明らかに添付の特許請求の範囲に包含されるように、このような変更及び改良のいずれも含むことが意図される。
【００３５】
また、留意すべきは、開示される特定の処理フローに関して、そのフローの中で説明されるいずれのステップも、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で変更、拡大、又は削除をされ得ることである。更に、ステップは、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で、いずれかの適切な順序で、又は同時に実行され得る。
【００３６】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
【００３７】
（付記１）
フィルタと、該フィルタとコミュニケーションを取るよう動作する適応制御要素とを設ける段階と、
一定期間にわたって、第1及び第２の低域通過フィルタによりデータ相関行列及び非補償の誤差相関ベクトルを測定する段階と、
オンラインでデータパターン補償行列を導入する段階とを有し、
前記データパターン補償行列は、前記データ相関行列から動的にオンラインで取得される方法。
（付記２）
前記第１及び第２の低域通過フィルタは、測定される相関が補償されるようにデータシーケンスの相関を測定する、付記１記載の方法。
（付記３）
前記フィルタは、線形結合器、フィルタバンク、フィルタ入力、及び回復データを更に有する、付記１記載の方法。
（付記４）
前記一定期間が終了した後に、前記データパターン補償行列は、前記データ相関行列の逆行列として計算され、補償された誤差相関ベクトルが得られるよう前記非補償の誤差相関ベクトルを乗じられる、付記１記載の方法。
（付記５）
前記補償された誤差相関ベクトルは、適応行列及びループ定数を乗じられ、タップ重みが生成されるよう積分される、付記４記載の方法。
（付記６）
前記データ相関行列が反転可能でない場合には、適応制御はスキップされ、次なる測定が行われる、付記１記載の方法。
（付記７）
一定の適応行列を用いる一般的なＺＦ適応法とともに使用される、付記１記載の方法。
【００３８】
（付記８）
可変な適応行列を用いる高速な最急降下法とともに使用される、付記１記載の方法。
【００３９】
（付記９）
補償された誤差相関ベクトルは、無相関のシーケンスに関して前記非補償の誤差相関ベクトルと同じである、付記１記載の方法。
（付記１０）
前記データ相関行列及び前記誤差相関ベクトルの測定は、データ相関における動的変化の経過を追うために同時に行われる、付記１記載の方法。
（付記１１）
フィルタと、該フィルタとコミュニケーションを取るよう動作する適応制御要素とを設け、
一定期間にわたって、第1及び第２の低域通過フィルタによりデータ相関行列及び非補償の誤差相関ベクトルを測定し、且つ
オンラインでデータパターン補償行列を導入するよう動作し、
前記データパターン補償行列は、前記データ相関行列から動的にオンラインで取得される、コンピュータ媒体で具体化されるロジック。
（付記１２）
前記第１及び第２の低域通過フィルタは、測定される相関が補償されるようなデータシーケンスの相関を測定する、付記１１記載のロジック。
【００４０】
（付記１３）
前記一定期間が終了した後に、前記データパターン補償行列は、前記データ相関行列の逆行列として計算され、補償された誤差相関ベクトルが得られるよう前記非補償の誤差相関ベクトルを乗じられる、付記１１記載のロジック。
【００４１】
（付記１４）
前記補償された誤差相関ベクトルは、適応行列及びループ定数を乗じられ、タップ重みが生成されるよう積分される、付記１３記載のロジック。
【００４２】
（付記１５）
前記データ相関行列が反転可能でない場合には、適応制御はスキップされ、次なる測定が行われる、付記１１記載のロジック。
【００４３】
（付記１６）
一定の適応行列を用いる一般的なＺＦ適応法とともに使用される、付記１１記載のロジック。
【００４４】
（付記１７）
補償される誤差相関ベクトルは、無相関のシーケンスに関して前記非補償の誤差相関ベクトルと同じである、付記１１記載のロジック。
【００４５】
（付記１８）
フィルタと、
前記フィルタとコミュニケーションを取るよう動作する適応制御要素とを有し、
一定期間にわたって、データ相関行列及び非補償の誤差相関ベクトルは、第1及び第２の低域通過フィルタにより測定され、これによって、前記データ相関行列から動的にオンラインで取得されるデータパターン補償行列は、オンラインで処理されるシステム。
（付記１９）
前記フィルタは、測定される相関が補償されるようなデータシーケンスの相関を測定する、付記１８記載のシステム。
【００４６】
（付記２０）
前記第１及び第２の低域通過フィルタは、線形結合器、フィルタバンク、フィルタ入力、及び回復データを更に有する、付記１８記載のシステム。
【００４７】
（付記２１）
前記一定期間が終了した後に、前記データパターン補償行列は、前記データ相関行列の逆行列として計算され、補償された誤差相関ベクトルが得られるよう前記非補償の誤差相関ベクトルを乗じられる、付記１８記載のシステム。
【００４８】
（付記２２）
前記補償された誤差相関ベクトルは、適応行列及びループ定数を乗じられ、タップ重みが生成されるよう積分される、付記２１記載のシステム。
【００４９】
（付記２３）
前記データ相関行列が反転可能でない場合には、適応制御はスキップされ、次なる測定が行われる、付記１８記載のシステム。
【００５０】
（付記２４）
一定の適応行列を用いる一般的なＺＦ適応法とともに使用される、付記１８記載のシステム。
【００５１】
（付記２５）
可変な適応行列を用いる高速な最急降下法とともに使用される、請求項１８記載のシステム。
【００５２】
（付記２６）
補償される誤差相関ベクトルは、無相関のシーケンスに関して前記非補償の誤差相関ベクトルと同じである、付記１８記載のシステム。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施例に関連する適応等化器を有するデジタル伝送システムを表す簡易図である。
【図２】零強制（ＺＦ）アルゴリズムを用いる適応等化器を表す簡易ブロック図である。
【図３】スクランブラ及びデスクランブラを有する適応等化器制御を表す簡易ブロック図である。
【図４】適応制御の間にランダムシーケンスを強いる制御フローを表す簡易フローチャートである。
【図５】オンラインデータパターン補償を用いる連続適応等化器制御を表す簡易ブロック図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  適応等化器
１２  チャネル
１４  等化器
１８  スライサ
２０  適応制御
３０  適応等化器
４０  適応等化器制御
５０  適応等化器制御システム
５２  データパターン補償行列
５４  データ相関行列
５６，５８  低域通過フィルタ（ＬＰＦ）
【図１】
0005245685.tif 000008
【図２】
0005245685.tif 000009
【図３】
0005245685.tif 000010
【図４】
0005245685.tif 000011
【図５】
0005245685.tif 000012